Biyodizel Nedir? Ne İşe Yarar? Üretimi ve Kullanım Alanları
Bu yazımızda biyodizel kavramını açıklayarak, üretim yöntemleri üzerinde duracağız. Biyodizel’in tanımını yaparak yazımıza başlayalım. Evlerimizde ayçicek yağını yemek yapmak için kullanırız. Biyodizel üretmek içinde başta ayçicek yağı olmak üzere kanola, soya, aspir gibi yağlı tohum bitkilerinden elde edilen bitkisel yağlar veya hayvansal yağlar kullanılır. Bu yağlar bir katalizatör eşliğinde metanol veya etanol gibi kısa zincirli bir alkol ile reaksiyona sokulur ve bu reaksiyon sonucunda ortaya çıkan yakıt, biyodizel olur.
Biyodizel, hayvansal veya bitkisel yağlar gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen alternatif bir dizel yakıtıdır. Kimyasal olarak ise, uzun zincirli yağ asidi mono alkil esteri olarak tanımlanabilir. “Biyo” kökü biyolojik esaslı olduğunu, “dizel” kelimesi ise dizel yakıtı olduğunu gösterir. Biyodizel bitkisel veya hayvansal yağların bir alkol ve katalizör ile reaksiyona sokulmasıyla üretilir.
Önerilen Yazı » Biyogaz Nedir? Biyogaz Üretimi
Biyodizel petrol içermez; fakat saf olarak veya her oranda petrol kökenli dizelle karıştırılarak yakıt olarak kullanılabilir. Saf biyodizel ve dizel-biyodizel karışımları herhangi bir dizel motoruna, motor üzerinde herhangi bir modifikasyona gerek kalmadan veya küçük değişiklikler yapılarak kullanılabilir. Evsel kızartma yağları ve hayvansal yağlar da biyodizel hammaddesi olarak kullanılabilir.
Yani atık bitkisel ve hayvansal yağlar da biyodizel hammaddesi olarak kullanılabilir. Fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından petrol kökenli dizel yakıtlarıyla benzerlik göstermektedirler. Biyodizel, dizel motorlarında saf olarak kullanıldığı gibi petrol kökenli dizel yakıtlarıyla da karıştırılarak kullanılabilir. Saf olarak biyodizel kullanıldığında B100 olarak isimlendirilirken, %20 biyodizel ve %80 dizel yakıtı içeren bir karışım B20 olarak isimlendirilir.
Biyodizel Üretme Yöntemleri
Seyreltme Yöntemi
Seyreltme işlemi; bitkisel ve atık yağların belirli oranlarda bir çözücü veya bir dizel yakıtla karıştırılarak inceltilmesi işlemidir. Bu işlemlerden en yaygın olanı yağların dizel yakıt ile karıştırılması işlemidir. Böylelikle yağın viskozitesi düşürülür ve dizel yakıt kullanım oranı azaltılır. Yapılan uygulamalarda yağların, dizel yakıtlarla karıştırılma oranları şu şekilde ifade edilir: B20, B30, B40, B50, B80 şeklindedir. Kısacası %20, %30, %40, %50 ve %80 oranlarında bitkisel, hayvansal veya atık yağ bulunmaktadır. Biyodizel üretiminin seyreltme yönteminde kullanılan yağlar; yer fıstığı yağı, kolza yağı, ayçiçeği yağı ve atık yağlardır.
Önerilen Yazı » Biyosensör Nedir? Ne İşe Yarar?
Mikroemülsiyon Oluşturma Yöntemi
Mikroemülsiyon, karışmayan iki sıvı ile iyonik ya da iyonik olmayan organik karışımların (1-150 nm boyutlarında) kendi arasında oluşturduğu kolloidal bir çözeltidir. Bu yöntem ile alternatif dizel yakıtlar meydana getirmek mümkündür. Bu yöntemde kullanılan organik maddeler kısa zincirli alifatik alkollerdir (MeOH, EtOH).
Piroliz Yöntemi
Tanım olarak piroliz; yüksek sıcaklıklara sahip yüksek moleküllerin, daha düşük seviyeli moleküllere dönüşmesi işlemidir. Genel olarak piroliz işlemi iki şekilde yapılır. Birinci yöntemde, bitkisel yağlar kapalı bir kap içerisinde ısı etkisiyle parçalanır. İkinci yöntemde ise, standart olarak hazırlanan maddeler kullanılarak damıtma işlemiyle bitkisel ve atık yağlar ısıl olarak parçalanır. İkinci metot ile elde edilen biyodizel, dizel yakıtlara daha yakın özellikler gösterir.
Transesterifikasyon Yöntemi (İç Ester Değişim Reaksiyonu)
Transesterifikasyon yöntemi, hayvansal ve bitkisel yağların kısa zincirli alkollerle reaksiyona girmesi sonucu biyodizel oluşturmasıdır. Genel olarak, MeOH ve EtOH kullanılır.
Biyodizel Üretiminde İleri Yöntemler
Biyodizel büyük bir potansiyele sahip olup son yıllarda farklı üretim teknikleri geliştirilmiştir. Yeni teknolojiler daha temiz biyodizel üretimine önem vermektedir. Örneğin; Fransa Petrol Enstitüsünün geliştirdiği Esterfip-H prosesi Axens firması tarafından ticari platforma taşınmıştır. Bu proje iki metal oksitin, bir spinel karışımı olan heterojen bir katalizörle kapalı sistemde yüksek sıcaklıkta metanol kullanıp biyodizel üretimine dayanır. Elde edilen biyodizel sodyum hidroksit gibi homojen katalizör içermediği için yüksek saflıktadır. Bu yüzden yüksek maliyetli yıkama ve nötralizasyon basamaklarına gerek yoktur.
Recombinant BioCatalysis şirketi yaptığı çalışmalarda, organik solventlere ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı (95-140 derece) enzimler geliştirmiştir. Şirket arzu edilen kaliteyi bulmak için enzimlerin DNA’sını izole ediyor. Seçilen enzimin DNA’sı kopyalanıyor, E.coli gibi taşıyıcı bir organizmaya yerleştiriliyor ve fermentasyon ile üretiliyor.
